液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(吳)

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1、裝缸機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書指導(dǎo)教師吳振芳適用專業(yè)：機(jī)電一體化28目錄第一部分設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作……………………………………3第二部分設(shè)計(jì)方法步驟……………………………………3第一節(jié)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求……………………3第二節(jié)進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)…………4第三節(jié)制定基本方案和繪制液壓系統(tǒng)圖……………………9第四節(jié)液壓元件的選擇與專用件設(shè)計(jì)……………………11第五節(jié)液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算…………………………………14第六節(jié)液壓缸設(shè)計(jì)…………………………………………19第七節(jié)設(shè)計(jì)液壓裝置，編制技術(shù)文件……

2、………………2728第一部分設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作一、熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的或收集的原始數(shù)據(jù)和資料，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，理清設(shè)計(jì)思路，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容。二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，做好設(shè)計(jì)手冊、參考資料、設(shè)計(jì)工具等的準(zhǔn)備工作。第二部分設(shè)計(jì)方法步驟液壓系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。第一節(jié)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)要求

3、1設(shè)計(jì)步驟液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無嚴(yán)格的順序，各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來說，在明確設(shè)計(jì)要求之后，大致按如下步驟進(jìn)行。1)確定液壓執(zhí)行元件的形式；2)進(jìn)行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；3)制定基本方案，擬定液壓系統(tǒng)原理圖；4)選擇液壓元件；5)液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算；6)繪制工作圖，編制技術(shù)文件。2明確設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前，必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。1)主機(jī)的概況：用途、性能、工藝流程、作業(yè)環(huán)境、總體布局等；2)液壓系統(tǒng)

4、要完成哪些動(dòng)作，動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何；3)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，運(yùn)動(dòng)速度；4)各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；5)對調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；6)自動(dòng)化程度、操作控制方式的要求；7)對防塵、防爆、防寒、噪聲、安全可靠性的要求；8)對效率、成本等方面的要求。28第二節(jié)進(jìn)行工況分析、確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)圖1液壓系統(tǒng)計(jì)算簡圖通過工況分析，可以看出液壓執(zhí)行元件在工作過程中速度和載荷變化情況，為確定系統(tǒng)及各執(zhí)行元件的參數(shù)提供依據(jù)。液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主

5、要依據(jù)。壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度和結(jié)構(gòu)尺寸。1載荷的組成和計(jì)算1.1液壓缸的載荷組成與計(jì)算圖1表示一個(gè)以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計(jì)算簡圖。各有關(guān)參數(shù)標(biāo)注圖上，其中FW是作用在活塞桿上的外部載荷，F(xiàn)m是活塞與缸壁以及活塞桿與導(dǎo)向套之間的密封阻力。作用在活塞桿上的外部載荷包括工作載荷Fg，導(dǎo)軌的摩擦力Ff，和由于速度變化而產(chǎn)生的慣性力Fa。(1)工作載荷Fg常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力、切削力、擠壓力等。這些作用力的方向如與活塞運(yùn)動(dòng)方向相同為負(fù)，相反為正。(2)導(dǎo)軌摩擦載荷Ff對于

6、平導(dǎo)軌Ff=μ(G+FN)對于V型導(dǎo)軌式中G——運(yùn)動(dòng)部件所受的重力(N)；FN——外載荷作用于導(dǎo)軌上的正壓力(N)；μ——摩擦系數(shù)，見表1；α——V型導(dǎo)軌的夾角，一般為900。表1摩擦系數(shù)μ導(dǎo)軌類型導(dǎo)軌材料運(yùn)動(dòng)狀態(tài)摩擦系數(shù)滑動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對鑄鐵起動(dòng)時(shí)低速(υ<0.16m／s)高速(υ>0.16m／s)0.15～0.200.1～0.120.05～0.08滾動(dòng)導(dǎo)軌鑄鐵對滾柱(珠)淬火鋼導(dǎo)軌對滾柱0.005～0.020.003～0.006靜壓導(dǎo)軌鑄鐵0.00528(3)慣性載荷Fa式中g(shù)——重力加速度；g=9.81m／s2；Δ

7、υ——速度變化量(m／s)；Δt——起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間(s)。一般機(jī)械△t=0.1～0.5s，對輕載低速運(yùn)動(dòng)部件取小值，對重載高速部件取大值。行走機(jī)械一般取Δυ/Δt=O.5～1.5m／s2。以上三種載荷之和稱為液壓缸的外載荷Fw。起動(dòng)加速時(shí)Fw=Fg+Ff+Fa穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)Fw=Fg+Ff減速制動(dòng)時(shí)Fw=Fg+Ff-Fa工作載荷Fg并非每階段都存在，如該階段沒有工作，則Fg=0。除外載荷Fw外，作用于活塞上的載荷F還包括液壓缸密封處的摩擦阻力Fm，由于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同，密封阻力難以精確計(jì)算，一般估算為Fm=

8、(1-ηm)F式中ηm——液壓缸的機(jī)械效率，一般取0.90～0.95。F=Fw/ηm1.2液壓馬達(dá)載荷力矩的組成與計(jì)算(1)工作載荷力矩Tg常見的載荷力矩有被驅(qū)動(dòng)輪的阻力矩、液壓卷筒的阻力矩等。(2)軸頸摩擦力矩TfTf=μGr式中G——旋轉(zhuǎn)部件施加于軸勁上的徑向力(N)；μ——摩擦系數(shù)，參考表1選用；r——旋轉(zhuǎn)軸的半徑(m)。(3)慣性力矩T